哪些成分组成了电解液

电解液，大的分类可以按照液态电解液，固态电解液和凝胶电解液；液体电解液，又可以分成有机电解液和无机电解液。当前应用最广的是液态有机电解液。

1电解液的作用

电解液充溢在电池壳体内部，电池的正负极和隔膜都浸泡其中。电解液一方面提供部分活性锂离子，作为充放电过程中的导电离子使用。另一方面，电解液提供离子通道，或者叫载体，使得锂离子可以在其中自有移动。

2电解液需要解决的问题

热稳定性

尽可能少的与正负极材料反映，期望具备高的化学稳定性和热稳定性，可以说，电解液与电极材料的相容性和电解液自身的热稳定性决定着整个电芯的热稳定性。

承受高电压

普通的水基电解液，电化学稳定窗口不高于2V。有机电解液的最高电压值一般不高于4.2V，超过这个值，电解液自身会发生氧化分解。如果想要提高能量密度，采用高电芯电压，则需要特殊性能的电解液。特殊性能电解液，一方面寻找新的电解液类型，另一方面，在原有电解液的基础上进行改良，比如使用添加剂，有目的的改善电芯某些特定性能。

3电解液的组成

电解液由三部分组成，电解质，溶剂和添加剂。

3.1电解质

电解液所使用的锂盐，即各种含锂化合物，在溶剂中溶解后，释放出大量活跃锂离子。常用的锂盐有LiPF6、LiClO4、LiBF4、LiBOB、LiTFSI、LiAsF6等几种，其中LiPF6是目前比较成熟的商用锂盐。

这些锂盐各有优缺点，实际使用过程中，往往是以LiPF6为主，适量添加其他种类，以取得其优势，复合提升电解液性能。

3.2溶剂

锂电池一般采用有机溶剂。锂离子电池负极的电位与锂非常接近，在水溶液体系中不够稳定，因此选用有机溶剂作为离子载体。

常见的锂电池电解液溶剂类型包括碳酸脂类、醚类和羟基酸脂类。

为了提高电解液的导电性，理论上应该选用可以给溶液提供尽可能多的活性锂离子的溶剂，也就是电解质在其中的溶解度高，而溶质分子的解离度也要高；溶剂介电常数高而粘度低。实际上，介电常数高的溶剂，其粘度也高，需要根据实际情况进行取舍。

4添加剂

添加剂是指电解液中除了溶质以外添加的少量物质，它一般不能存储电量，加入的目的是改善电解液性能，提升电芯稳定性等。

4.1 一般添加剂类型

4.1.1 SEI成膜添加剂

锂电池首次充放电过程被称为化成，过程中形成负极与电解液之间的一层隔膜，称为SEI膜。有研究表明，SEI膜的组成成分为碳酸锂、烷基锂、烷氧基锂和其他成分锂盐（如LiCl、LiF）。人们希望首次形成的SEI膜，厚度小，质地均匀，锂离子通过阻力小。为了得到尽量接近理想要求的膜，向电解液中适量加入成膜添加剂，促使成膜过程均匀缓慢的进行。再往细里划分，SEI成膜添加剂，又可以分为有机添加剂和无机添加剂。

4.1.2 导电添加剂

导电添加剂的加入，意在提高电解液的导电率。实际应用中，是通过提高电解质的解离率来提高电解液的导电性能。导电剂可以按照分子类型不同，划分成不同类型。

4.1.3 稳定添加剂

稳定剂的作用是，降低电解质的分解水平，保护SEI膜不要受到外部伤害。

4.1.4 抗过充添加剂

锂离子电池过充时，极化趋势变强，电芯内部电压随之变大，引发电解液与正极活性物质进行不可逆反应。加入抗过充添加剂，就是为了降低过充造成的极化影响，进而保护电芯的性能。

4.1.5 阻燃添加剂

锂电池的溶剂大部分都是有机溶剂，极容易起火燃烧。向电解液中增加阻燃添加剂，使得电池在发生事故时，尽可能做到阻燃甚至不燃。

4.1.6 高电压添加剂

不同种类的电解液，其对应的稳定电压上限是有范围的，比如水基大约2V，而普通有机溶剂电解液可以到达4.2V。

为了在一定程度上提高电解液的稳定电压范围，可以使用高电压添加剂其基本思路是提高SEI膜的质量，避免膜在高电压下分解。

高电压添加剂包含以多种类型：含硼类添加剂，有机磷类添加剂，碳酸酯类添加剂，含硫添加剂等等。

参考

1 李放放，高压锂离子电池电解液添加剂研究进展

2 郑碧珠，固态电池无机固态电解质_电极界面的研究进展

3 闫雅婧，基于LiPF_6的锂离子电池电解液的发展现状

4 高军，LiFePO_4电池电解液体系研究进展

5 马国强，含有氟代溶剂或含氟添加剂的锂离子电解液

6 王蓁，几种锂离子电池电解液及添加剂的性能研究

7 闫春生，锂离子电池电解质锂盐的发展历程和新型锂盐的研究进展